创新背景

动物在迁徙过程的部分机制已被探明，但它们决定在下一个河弯向左走或在大岩石上向右走的确切过程仍然存在一些谜团，特别是科学家试图在分子水平上理解这一过程时。

创新过程

东京大学的研究人员发现了负责打开和关闭线虫迁徙作用的分子机制。研究小组发现，蛋白质合成蛋白在神经系统存储记忆的过程中起着至关重要的作用，改变它可以影响线虫的迁移行为。

研究人员使用一种叫做线虫的小蠕虫发现了这一过程的线索。蠕虫记得它们在吃饱时所经历的盐浓度。此后，它们会一直寻找这种特殊的盐浓度，期待得到舒适的条件和充足的食物。

在分子水平上，当线虫体内的蛋白质通过称为磷酸化的过程打开或关闭时，就会做出决定。研究发现，相对于盐的浓度，一种叫做蛋白激酶C（PKC）的蛋白质在指导蠕虫选择走哪条路方面起着关键作用。然而，哪些其他蛋白质会被PKC打开或关闭或磷酸化尚不明确。
神经元之间连接的蛋白质的磷酸化可以在神经系统中存储记忆，蛋白质在突触传递中起着核心作用。在广泛的物种中，神经元之间的通信对于神经系统发挥作用至关重要。

研究小组进一步研究了改变蛋白质如何导致蠕虫的逆转行为。被操纵的蠕虫不会向盐移动，而是会离开。

具有不同灵敏度的受体可以根据被称为基础释放的持续突触释放水平被激活。突触释放是神经递质或体内化学信息从一个神经元传递到下一个神经元的过程。在同一神经元上存在兴奋性受体（激活神经元）和抑制性受体（使其失活），但兴奋性受体的敏感性较低。这意味着当合成蛋白的磷酸化决定基础突触释放水平较高时，被打开更多的是兴奋性受体而不是抑制性受体。

关于突触传递的研究有很多，但大多数情况研究都在描述突触传递的加强和减弱。然而，在这项研究中，突触传递从正转变为负。这意味着蠕虫可以根据具体情况选择是接近更高浓度的盐还是避开它。通过加强或削弱盐反应是不可能达到这种效果的，这只会改变它接近的速度，而基础释放的变化可以通过简单的机制很好地实现这种切换。

研究下一步将进一步探索突触在存储记忆中的作用，以及基础释放和突触传递之间的联系。

创新价值

研究可以拓宽人们对分子迁移记忆的基本理解，有助于更好地了解哺乳动物等大型物种的迁徙行为。